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La resistenza dell'indotto è uno dei parametri fondamentali di un motore a corrente continua e il suo valore influenza direttamente il calcolo delle perdite di rame del motore, l'analisi delle prestazioni di avviamento e la diagnosi dei guasti (come cortocircuiti negli avvolgimenti dell'indotto, invecchiamento, ecc.). Una misurazione accurata della resistenza dell'indotto richiede di seguire un processo specifico, evitando al contempo fattori di interferenza. I metodi specifici e i punti chiave da notare sono i seguenti:
1. Lavoro di preparazione prima della misurazione
- Selezione di attrezzature e strumenti
È necessario preparare un ponte a doppio braccio CC (ponte di Wheatstone) con una classe di precisione ≥0,5 o un multimetro digitale ad alta precisione (con una resistenza interna ≥10 MΩ). Il primo è più adatto per misurare la resistenza di armatura a bassa resistenza (solitamente nell'intervallo da milliohm a ohm) e può eliminare efficacemente l'influenza della resistenza del cablaggio e della resistenza di contatto. Allo stesso tempo, preparare guanti isolanti, cacciaviti, carta vetrata (per la pulizia dei morsetti) e lo schema elettrico del motore (per identificare la posizione dei conduttori dell'avvolgimento di armatura).
- Conferma dello stato motorio
Prima della misurazione, il motore deve essere completamente spento, tutte le alimentazioni (incluse l'alimentazione dell'indotto e l'alimentazione di eccitazione) devono essere interrotte e i componenti di accumulo di energia, come i condensatori, devono essere scaricati per evitare il rischio di scosse elettriche. Lasciare raffreddare il motore a temperatura ambiente (di solito dopo uno spegnimento di oltre 1 ora) per evitare che il valore di resistenza aumenti a causa dell'aumento di temperatura (la resistenza dei metalli aumenta con la temperatura e il coefficiente di temperatura del rame è di circa 0,004/℃).
2. Metodo di misurazione del nucleo: metodo del ponte a doppio braccio CC (consigliato)
- Funzionamento del cablaggio
Fare riferimento allo schema elettrico del motore per individuare i due terminali dell'avvolgimento dell'indotto (solitamente contrassegnati come "Indotto +" e "Indotto -"). Utilizzare carta vetrata per pulire lo strato di ossido e le macchie d'olio sulla superficie dei terminali per garantire un buon contatto. Collegare i "terminali di corrente" (I1, I2) del ponte a doppio braccio CC rispettivamente a entrambe le estremità dell'indotto e collegare i "terminali di tensione" (U1, U2) in parallelo sul lato interno dei terminali di corrente (seguendo il principio di "terminali di tensione vicini alla resistenza misurata" per evitare di includere la resistenza del cablaggio nel valore misurato).
- Fasi di misurazione
Accendere l'alimentatore del ponte, regolare il braccio di rapporto del ponte (selezionare in base al valore stimato della resistenza di armatura; ad esempio, se la resistenza stimata è 5Ω, è possibile selezionare un rapporto di 10Ω) e il braccio di confronto, quindi osservare la deflessione dell'indicatore del galvanometro. Quando l'indicatore torna a zero o rientra nell'intervallo di errore consentito (solitamente ±0,5%), registrare il coefficiente del braccio di rapporto (K) e la lettura del braccio di confronto (R0) e calcolare il valore effettivo della resistenza di armatura secondo la formula. Ra = K × R0.
Per migliorare la precisione, la misurazione dovrebbe essere ripetuta 3 volte e il valore medio dovrebbe essere considerato come risultato finale (misurazioni multiple possono compensare errori accidentali, come le fluttuazioni della resistenza al momento del contatto).
3. Fattori di interferenza comuni e misure di prevenzione
- Influenza della temperatura
Dopo l'attivazione dell'avvolgimento dell'indotto, la sua temperatura aumenta, causando un aumento del valore di resistenza (ad esempio, quando il motore funziona a una temperatura di 80 °C, la resistenza dell'avvolgimento in rame è circa il 22% superiore a quella a temperatura ambiente di 25 °C). Se è necessario misurare la "resistenza a freddo" (stato standard di riferimento), il motore deve essere spento e raffreddato a temperatura ambiente. Se è necessario misurare la "resistenza a caldo" (per analizzare le perdite operative), la misurazione deve essere completata entro 10 minuti dallo spegnimento del motore e la temperatura dell'avvolgimento in quel momento deve essere registrata per facilitare la successiva correzione dei dati.
- Flusso magnetico residuo e forza elettromotrice indotta
Dopo lo spegnimento di un motore CC ad eccitazione separata o in derivazione, l'avvolgimento di eccitazione potrebbe presentare un flusso magnetico residuo. Quando l'indotto ruota, verrà indotta una forza elettromotrice (simile a quella di un generatore), che interferisce con la misurazione del ponte. Metodo di prevenzione: prima della misurazione, cortocircuitare le due estremità dell'indotto con un filo e ruotare manualmente l'albero motore 3-5 volte per rilasciare la forza elettromotrice indotta residua. Se l'interferenza persiste, è possibile scollegare il cablaggio dell'avvolgimento di eccitazione per eliminare l'influenza del flusso magnetico residuo.
- Cablaggio e resistenza di contatto
Se si utilizza un multimetro tradizionale (misurazione a singolo braccio), la resistenza del cablaggio (ad esempio, la resistenza del filo, la resistenza di contatto dei terminali) può rappresentare una percentuale elevata (ad esempio, se la resistenza dell'indotto è 1Ω e la resistenza del cablaggio è 0,1Ω, l'errore raggiunge il 10%). Pertanto, è necessario utilizzare un ponte a doppio braccio per misurare la resistenza dell'indotto a bassa resistenza. Durante la misurazione, assicurarsi che la sezione trasversale del filo sia ≥1,5 mm² (per ridurre la resistenza del filo) e serrare i terminali con un cacciavite per evitare connessioni virtuali.
4. Analisi dei dati e applicazione dopo la misurazione
- Confronto dei dati e giudizio
Confrontare il valore di resistenza dell'indotto misurato con il valore standard riportato nel manuale di fabbrica del motore: se il valore effettivo è superiore di oltre il 15% rispetto al valore standard, potrebbe essere dovuto all'invecchiamento dell'avvolgimento dell'indotto (ossidazione del filo, carbonizzazione dello strato isolante) o a un cortocircuito tra spire (parte dell'avvolgimento è collegata, con conseguente diminuzione della resistenza totale, che deve essere valutata congiuntamente ad altri test). Se il valore effettivo è inferiore, è necessario verificare la presenza di cortocircuiti tra spire nell'avvolgimento (è possibile utilizzare un megaohmetro per misurare la resistenza di isolamento dell'avvolgimento per una valutazione ausiliaria).
- Scenari di applicazione pratica
Il valore accurato della resistenza di armatura può essere utilizzato per calcolare la corrente di avviamento del motore (secondo la formula Ist = U/Ra, dove U è la tensione di armatura) per determinare se l'avviatore è compatibile. Allo stesso tempo, può essere utilizzato per calcolare la perdita nel rame (Pcu = Ia²Ra, dove Ia è la corrente di armatura) per ottimizzare l'efficienza energetica del motore (se la perdita nel rame è eccessiva, è necessario verificare se l'avvolgimento presenta una generazione di calore anomala).
In conclusione, la misurazione accurata della resistenza di armatura del motore a corrente continua richiede la selezione di strumenti appropriati, il controllo delle condizioni ambientali, l'eliminazione di fattori interferenti e la combinazione di più misurazioni con il confronto dei dati. Solo in questo modo è possibile fornire una base affidabile per la manutenzione del motore e l'ottimizzazione delle prestazioni, evitando errori di manutenzione o guasti alle apparecchiature causati da una valutazione errata dei parametri.
